荷载-降雨耦合作用下土石混填路基力学性能劣化机理研究

来源：水资源与水工程学报杂志2026年第1期北京时间：

作者：马丽娜，张永伟，黎世平，王志强

单位：（1.兰州交通大学土木工程学院,2.兰州交通大学道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室

摘要：为揭示行车荷载与降雨入渗耦合作用下土石混填路基的破坏机理，以山区公路典型路基结构为原型，采用室内缩尺模型试验与数值模拟相结合的方法，系统开展了基准工况与降雨工况下破坏机理的对比研究。通过布设综合监测系统，重点分析了路基在静载作用下含水率的时空演化规律、力学响应特征及变形模式。结果表明：降雨入渗导致路基极限承载力由550 kPa降至450 kPa，折减率达18.18%；破坏模式由基准工况下的整体剪切破坏，转变为降雨工况下因细颗粒迁移与孔隙水压升高所诱发的局部压溃破坏，且无明显滑动面发育；同时，土压力与沉降分布均呈现显著的空间异质性，边界约束效应突出。基于此，建议在多雨地区路基设计中考虑18%~20%的承载力安全折减系数，并对关键断面实施含水率实时监测，以实现稳定性预警，将粒径大于40 mm的粗骨料占比控制在55%~60%，以构建稳定的块石骨架结构，抑制细颗粒流失，提升整体水稳性能。研究成果可为土石混填路基的设计优化与灾害防控提供定量依据和工程指导。

关键词：土石混填路基,荷载-降雨耦合,模型试验,承载力折减,破坏机理,力学响应

基金资助：国家自然科学基金铁路联合基金项目（U2368209）； 甘肃省科技重大专项计划项目（25ZDWA006）； 中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目（N2023G035）